Primera detección de ondas de radio de supernova tipo Ia

Representación de un artista de SN 2020eyj, una estrella enana blanca que se ha convertido en supernova, después de extraer material de su estrella compañera de helio. Crédito: Adam Makarenko/Observatorio WM Keck

Astrónomos de la Universidad de Estocolmo han descubierto una supernova inusual de tipo Ia. Primero se detectó en ondas de radio y mostró fuertes emisiones de helio. Gernova puso en marcha un[{» attribute=»»>white dwarf star that pulled helium-rich material from a companion star. This novel finding adds to our understanding of Type Ia supernovae, which are pivotal for measuring the universe’s expansion.

A team of astronomers led by Stockholm University has discovered an unusual Type Ia supernova – or thermonuclear supernova – called SN 2020eyj. Not only did they make the first detection of such a supernova in radio waves, follow-up observations from W. M. Keck Observatory on Maunakea, Hawaiʻi Island also showed strong emission lines of helium.

This marks the first confirmed Type Ia supernova triggered by a white dwarf star that pulled material from a companion star with an outer layer consisting primarily of helium; normally, in the rare cases where the material stripped from the outer layers of the donor star could be detected in spectra, this was mostly hydrogen.

Type Ia supernovae are important for astronomers since they are used to measure the expansion of the universe. However, the origin of these explosions has remained an open question. While it is established that the explosion is caused by a compact white dwarf star that somehow accretes too much matter from a companion star, the exact process and the nature of the progenitor is not known.

The new discovery of supernova SN 2020eyj is evidence the companion star was a helium star that had lost much of its material just prior to the explosion of the white dwarf.

The study, which includes data from Keck Observatory’s Low Resolution Imaging Spectrometer (LRIS), is published in the May 17th issue of the journal Nature.

Impresión artística de un sistema estelar binario, una estrella enana blanca compacta con material de acreción de una compañera donante rica en helio rodeada de material circunestelar denso y polvoriento. Fue la interacción entre la estrella que explotó y el material sobrante de esta compañera lo que produjo la fuerte señal de radio y las líneas visibles de helio en el espectro óptico de SN 2020eyj. Crédito: Adam Makarenko/Observatorio WM Keck

«Cuando vimos signos de una fuerte interacción con el material del compañero, también tratamos de detectarlo en la emisión de radio», dice Erik Kull, becario postdoctoral en el Departamento de Astronomía de la Universidad de Estocolmo y autor principal del artículo. «La detección por radio de una supernova de Tipo Ia es la primera de lo que los astrónomos han estado tratando de hacer durante décadas».

La supernova 2020eyj fue observada por primera vez por la Instalación transitoria Zwicky en el Observatorio Palomar cerca de San Diego, donde el Centro Oscar Klein de la Universidad de Estocolmo es miembro.

«El Telescopio Óptico Escandinavo en La Palma fue fundamental para rastrear esta supernova», dijo Jesper Solerman, profesor de astronomía en la Universidad de Estocolmo y coautor del artículo. «Como los espectros del telescopio Keck en Hawái, que inmediatamente revelaron el muy inusual material dominado por helio alrededor de la estrella que explotó».

«Esta es claramente una supernova de tipo Ia muy inusual, pero aún está relacionada con las que usamos para medir la expansión del universo», agrega el coautor Joel Johansson del Departamento de Física de la Universidad de Estocolmo. «Mientras que las supernovas Tipo Ia normales siempre explotan con el mismo brillo, esta supernova nos dice que hay muchas formas diferentes en que una estrella enana blanca puede explotar».

Para obtener más información sobre esta investigación, consulte La señal de radio revela el origen de la explosión de una supernova termonuclear.

Referencia. «Supernovas de tipo Ia ricas en helio detectadas por radio» por Eric Kuhl, Joel Johansson, Jesper Solermann, Javier Moldon, Takashi J. Por Moria, Seppo Mattila, Steve Schulze, Laura Chomiuk, Miguel Pérez-Torres. Chelsea Harris, Peter Lundquist, Matthew Graham, Sheng Yang, Daniel A. Perley, Nora Lynn Strotjohan, Christopher Framling, Avishai Gal-Yam, Jeremy Lezmi, Kate Maguire, Conor Omand, Matthew Smith, Igor Andreoni, Eric S. Belm, Josué S. Bloom, Kishalai De, Stephen L. Escritura, Mansi M. Casliwal, Frank J. MaschiMichael S. Medford, Parque Sungmin, Josiah Purdum, Thomas M. Reynolds, Reed Riddle, Estelle Robert, Stewart D. Ryder, Yashvi Sharma y Daniel Stern, 17 de mayo de 2023 Naturaleza.
DOI: 10.1038/s41586-023-05916-w